探究輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

【摘要】建筑工程領(lǐng)域，混凝土屬于非常重要的材料，其質(zhì)量對(duì)建筑工程整體質(zhì)量有著關(guān)鍵影響和作用。隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，輕骨料混凝土研發(fā)成功。輕骨料混凝土在建筑工程的有效應(yīng)用，為建筑工程整體質(zhì)量提供可靠保障?；诖?，本文對(duì)輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行分析探究。

【關(guān)鍵詞】輕骨料混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

建筑工程施工建設(shè)階段，對(duì)輕骨料混凝土的有效應(yīng)用，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)自重相對(duì)較小，且具備優(yōu)秀的熱工、聲學(xué)與防火性能，能夠使建筑物成本造價(jià)得到相應(yīng)的節(jié)約。隨著高層、裝配式等建筑的快速發(fā)展，輕骨料業(yè)成為為土木工程所關(guān)注的焦點(diǎn)，由于其所具備的優(yōu)點(diǎn)，已然變成使用量相對(duì)增加的全新混凝土，并在建筑行業(yè)領(lǐng)域獲得良好的應(yīng)用。

1、輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1正截面承載力計(jì)算

輕骨料混凝土，其結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，同普通混凝土方式相同，基于如下假定：截面應(yīng)變保持平面，對(duì)抗拉強(qiáng)度不予考慮;縱向鋼筋應(yīng)力，以鋼筋應(yīng)變同彈性模量相乘為準(zhǔn)，絕對(duì)性應(yīng)不超過(guò)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;縱向受拉鋼筋，其極限拉應(yīng)變?yōu)?.01。

對(duì)其受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線，因品種存在區(qū)別，受壓情況下所形成的應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)力曲線同樣存在差異，并利于具體應(yīng)用且同《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》保持協(xié)調(diào)，《輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析，對(duì)各類(lèi)材料受壓情況下形成的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線做出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，表達(dá)式如下：

設(shè)計(jì)階段，對(duì)于偏心與受彎構(gòu)件正截面受壓區(qū)域，將輕骨料混凝土轉(zhuǎn)變成等效矩形應(yīng)力圖。關(guān)于矩形應(yīng)力圖，其受壓區(qū)域高度X取值，可取截面應(yīng)變保持平面的假定所具體明確的中和軸高度同系數(shù)β1相乘。應(yīng)力取值，則可取軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc同系數(shù)α1相乘。除此之外，計(jì)算模式下，輕骨料混凝土計(jì)算方式同普通混凝土保持一致[1]。

1.2斜截面承載力計(jì)算

輕骨料混凝土，其斜截面承載力計(jì)算期間，所采用的計(jì)算公式，同《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》涵蓋的計(jì)算公式保持一致，值得注意的則為，預(yù)應(yīng)力項(xiàng)承載力存在折減系數(shù)，為0.85。

1.3裂縫控制驗(yàn)算

輕骨料混凝土，其對(duì)裂縫寬度最大值和控制裂縫等級(jí)方面，和普通混凝土保持相同，關(guān)于正截面裂縫寬度或是受拉邊緣應(yīng)力的具體計(jì)算，應(yīng)基于《輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》為標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)T形、工形或是矩形截面，受拉、受彎、偏心受壓構(gòu)件與預(yù)應(yīng)力軸心受拉或是受彎構(gòu)件，基于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，并對(duì)長(zhǎng)時(shí)間形成的最大裂縫予以充分考慮，具體計(jì)算公式為：

式中，Ψ代表裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù);dep代表受拉區(qū)域縱向鋼筋等效直徑; pte代表基于有效受拉輕骨料砼截面面積，計(jì)算縱向受拉鋼筋配筋率。

最大裂縫值計(jì)算時(shí)，僅需對(duì)普通混凝土所涵蓋的比較系數(shù)進(jìn)行改變，即0.08轉(zhuǎn)變?yōu)?.04。上述計(jì)算公式可以在人造輕質(zhì)骨料混凝土方面加以使用，若是對(duì)于天然輕骨料混凝土，同陶?；炷吝M(jìn)行對(duì)比，其裂縫寬度相對(duì)較大，需乘以材料品種影響系數(shù)，系數(shù)介于1.15-1.20范圍區(qū)間之內(nèi)。

1.4構(gòu)件撓度

關(guān)于受彎構(gòu)件，若短期剛度為Bs，針對(duì)鋼筋輕骨料混凝土，具體的受彎構(gòu)件計(jì)算公式為：

同普通混凝土短期剛度Bs進(jìn)行對(duì)比，公式保持一致，僅對(duì)其中的系數(shù)1.15變化成1.18。關(guān)于預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土，受彎構(gòu)件短期剛度Bs，同普通混凝土計(jì)算公式保持一致[2]。

2、輕骨料混凝土應(yīng)用實(shí)例

以?xún)纱备邔幼≌瑸槔?，層?shù)為26層。兩幢結(jié)構(gòu)布局相似，24層以下均為住宅區(qū)，25層設(shè)計(jì)為電梯房，26層設(shè)計(jì)為水箱間。其中一棟建筑以普通混凝土為主，另一棟一陶?；炷翞橹?，而樓板與墻體尺寸均一致。基于實(shí)驗(yàn)獲得兩棟建筑物結(jié)構(gòu)自重與Y軸位。

基于上表數(shù)據(jù)分析得知，同普通混凝土進(jìn)行對(duì)比，結(jié)構(gòu)自重減少約為17%，結(jié)構(gòu)X/Y軸方向位移增加約為17%，符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，所以，輕骨料混凝土的應(yīng)用，可是建筑性能得到相應(yīng)的提升。

結(jié)論：

綜上所述，基于輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的分析探討，可以充分認(rèn)識(shí)到輕骨料混凝土所具備的優(yōu)勢(shì)。建筑工程領(lǐng)域，應(yīng)重視對(duì)輕骨料混凝土加以有效應(yīng)用，借助于其所具備的優(yōu)勢(shì)，為建筑物性能提供可靠保障，以此促進(jìn)建筑工程穩(wěn)定良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志杰，孫鵬.輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，000（015）：990-990，908.

[2]曹萬(wàn)智，孫慶霞.輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的區(qū)別淺析[J].混凝土與水泥制品，2008（3）：49-51.

作者簡(jiǎn)介：

李果（1990-），男，湖南長(zhǎng)沙人，工程師，本科，工作方向：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。